綜合實訓(xùn)論文-基于單片機技術(shù)的智能循跡小車設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-10 12:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 CN8CN10X2 小車的驅(qū)動電機的供電電壓為 ，經(jīng)過電容濾波后接 7805 進行穩(wěn)壓，穩(wěn)壓輸出 5V 的電壓。提供單片機所需 5V 電壓。 伺服電機： 伺服舵機在選擇的時候要能夠按照指令來控制小車的位置和速度。它的外觀如圖 3 所示，伺服舵機上有三條輸入線，分別是紅色、黑色、白色，紅色的是電源線 ，黑色是地線，白色的是信號控制線。伺服舵機的信號控制周期是 20ms 的脈寬調(diào)制（ PWM）信號。在伺服舵機的內(nèi)部有一個基準(zhǔn)電路，能夠產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號寬度為 、周期為 20ms；另外還有一個比較器，可以將基準(zhǔn)信號與外加信號進行比較，以此來判斷方向以及大小，進而產(chǎn)生出電機的轉(zhuǎn)動信號。 8 圖上的脈沖序列以高電平 、低電平 20ms 進行不斷重復(fù)。這個脈沖經(jīng)過零點標(biāo)定后的不會旋轉(zhuǎn)的伺服電機。如果發(fā)現(xiàn)此時的伺服電機在進行旋轉(zhuǎn)，就表明該電機需要進行標(biāo)定。通過圖可知，電機的轉(zhuǎn)速是由高電平持續(xù)時間控制的；在高電平持續(xù) 的時間為 時，電機進行順時針的高速旋轉(zhuǎn)；在高電平持續(xù)的時間為 時，電機進行逆時針的高速旋轉(zhuǎn)。 9 選擇 的電機來控制小車右輪，選擇 的電機來控制小車左輪。伺服電機和單片機之間的接口如圖所示。 QTI 循跡傳感器 傳感器的選擇。傳感器的接線圖如下圖 所示。在接線圖中的 W 表示的是 VCC 引腳，是白色的線； R 表示的是 SIG 引腳接到單片機 I/O 引腳，是紅色的線； B 表示的是 GND 引腳，是黑色的線。 QTI 是通過一個發(fā)光的二極管和一個光敏三極管的耦合得到一個類似光 敏電阻的元件來對信號等的電平進行控制。傳感器對于黑色的表面，反射率很低，光敏三極管沒有導(dǎo)通，此時由三極管和電容組成的 RC 電路的時間常數(shù)就比較大，電壓大部分都降在三極管的兩端，其中 R端輸出高電平 1。反之，當(dāng)傳感器經(jīng)過亮表面時，反射率就比較高，此時的光敏三極管導(dǎo)通， RC 電路的時間常數(shù)比較小，電壓大部分降在電容的兩端， R 端輸出 10 低電平 0。 小車循跡策略 將四個 QTI 傳感器的信號線連接到小車相應(yīng)的 I/O 口，我們選定的對象是P2 中的 、 、 、 。在連接相應(yīng)的信號線時，使用不同顏 色的線，這樣在進行錯誤的檢查時就非常簡單清晰。傳感器的接口設(shè)計圖如下： 在圖中，我們可以看到傳感器是集中在一條直線上的， 和 引腳信號是第一級方向上的傳感信號， 和 是第二級傳感信號。小車在前進的過程中，黑線一直在第一級傳感器下面，當(dāng)小車偏離的時候，傳感器就可以及時地檢測出來并予以糾正。第二級的傳感器實際上是第一級的后備裝置，當(dāng)小車偏離的角度過大時，第二級可以進行糾正，提高了小車的循跡可靠性。 11 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 編譯環(huán)境 USBASP 是一種基于 ATMEL 公司的 AVR 系列 RISC 單片機的高性價比和一個由純軟件的 USB 通信協(xié)議棧而構(gòu)成的一個可以向 51 系列 ,AVR 系列單片機下載(燒寫 )程序的下載器 . ，左、右兩個傳感器都沒有檢測到黑線，則小車前進一步； ，最右邊右兩個傳感器都沒有檢測到黑線，則小車左轉(zhuǎn)一小步； 如果最左邊的 1 個傳感器檢測到黑線，另外 3 個傳感器沒有檢測到黑線，則機器人左轉(zhuǎn) 1 小步。 如果左邊的 3 個傳 感器檢測到黑線，另外 1 個傳感器沒有檢測到黑線，則機器人左轉(zhuǎn) 90176。 如果右邊的 3 個傳感器檢測到黑線，另外 1 個傳感器沒有檢測到黑線，則機器人右轉(zhuǎn) 90176。 如果最右邊的 2 個傳感器檢測到黑線，另外 2 個傳感器沒有檢測到黑線，則機器人右轉(zhuǎn) 1 小步。 如果最右邊的 1 個傳感器檢測到黑線，另外 3 個傳感器沒有檢測到黑線，則機器人右轉(zhuǎn) 1 小步。 如果四個傳感器都檢測到黑線，則機器人右轉(zhuǎn) 90176。 9. 如果四個傳感器都檢測到白線，則機器人右轉(zhuǎn)掉頭。 如果傳感器檢測值出現(xiàn)其他的情況，則機器人停止運動。 12 策略 1 0 0 0 左轉(zhuǎn)一步 1 1 0 0 左轉(zhuǎn)一小步 1 1 1 0 左轉(zhuǎn) 90176。 0 1 0 0 前進 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 右轉(zhuǎn) 90176。 0 0 1 1 右轉(zhuǎn)一小步 0 0 0 1 右轉(zhuǎn)一步 1 1 1 1 右轉(zhuǎn) 90176。 0 0 0 0 180176。掉頭 其他 停止 傳感器測試程序 include include int P1_4_state(void) { return(P1amp。0x10)?1:0。 } int P1_5_state(void) { return(P1amp。0x20)?1:0。 } int P1_6_state(void) { return(P1amp。0x40)?1:0。 } int P1_7_state(void) { return(P1amp。0x80)?1:0。 } 13 int main(void) { uart_Init()。 printf(Program Running!\n)。 while(1) { printf(OTIL=%d,P1_7_state())。 printf(OTIM1=%d,P1_6_state())。 printf(OTIM2=%d,P1_5_state())。 printf(OTIR=%d\n,P1_4_state())。 delay_nms(500)。 } ： include include void main() { P1_1=1。 delay_nus(1300)。 P1_1=0。 P1_0=1。 delay_nus(1300)。 P1_0=0。 delay_nms(20)。 } include include void main() { P1_1=1。
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